第三章    程序的选择执行

当我们走出家门是，我们会不自觉的看一下天气预报，如果下雨就带上伞。当我们走到十字路口需要过马路时，会根据红绿灯的信息选择停下还是过马路。上课时，我们会依据课表选择上课的教室。学校运动会， 我们每个人要选择是否参加项目比赛，如果选择参加，我们会根据自己的体能情况和爱好选择要参加哪个项目。购买衣服时，我们会根据自己的喜好选择衣服的颜色和款式……。生活中需要我们依据不同的条件和 情况选择做不同事情的现象到处都存在，在计算机语言中，同样需要引入选择结构（也叫分支结构）来选择事情的解决过程。

3.1if语句

【例3.1】星星公司致力于信件快递业务，收费标准为：500克以下（包括500克）收费6元，500克以上收费9元。
  • 分析：这是一个选择问题，快递员一句信件的重量W值选择收取的费用C，用数学表达式如下：
  • c=6 当w<=500
  • c=9 当w<500
程序如下：
                #include<iostream>
                using namespace std;
                int main() {
                    int c;          //定义变量
                    float w;        //定义变量
                    cout << "w=";   //提示输入
                    cin >> w;       //读入快件重量
                    if (w <= 500) c = 6;//如果w<=500,收费6元
                    else c = 9;         //否则收费9元
                    cout << "c=" << c << endl;
                    return 0;
                }
上述问题中用了if……else……语句，表示依据信件的重量w值，选择如何求费用c的值，对于选择问题，依据的条件是问题的关键，那么，如何表示条件？if……else……能解决怎样的问题？为了回答这些问题 ，我们将学习c++中的if语句和关系表达式。

3.1.1if语句格式

  • 格式1：
  • if(表达式) 语句
  • 功能：当条件成立即表达式的值为真时，执行语句，否则执行if语句后面的语句。执行流程图如下图所示：
  • if语句流程图
【例3.2】读入一个整数，输出该数，如果是负数，在输出该数之前加个提示"注意负数!"。
  • 分析：对于负数需要输出“注意负数！”的提示。设n存放读入的数，当n<0时，先输出“注意负数！”再输出n的值，否则直接输出n的值！
程序如下：
                    #include<iostream>
                    using namespace std;
                    int main(){
                        int n;//定义变量n
                        cout<<"n=";//提示输入n的值
                        cin>>n; //读入n的值
                        if (n<0)//判断n是否为负数
                        cout<<"注意负数！"<<endl;//输出注意负数
                        cout<<n<<endl; //输出n的值
                        return 0;
                    }
说明：程序中的第7行，在写条件时，条件要加括号，第8行是满足条件要执行的语句，第9行是正常执行的语句。
  • 格式2：
  • if(表达式)
  • 语句1
  • else
  • 语句2
  • 功能：当条件成立即表达式的值为真时，执行语句1，否则执行语句2。执行流程图如下图所示：
  • if语句流程图
【例3.3】读入一个整数并判定该数是奇数还是偶数。
  • 分析：一个数如果是偶数，那么该数除以2的余数为0。设n存放读入的整数，那么n%2为0则n为偶数，否则为奇数
程序如下：
                    #include<iostream>
                    using namespace std;
                    int main(){
                        int n;//定义变量
                        cin>>n;//读入变量n的值
                        if(n%2==0)//判断n除以2的余数是否为0
                        cout<<n<<"是偶数"<<endl;
                        else
                        cout<<n<<"是奇数"<<endl;
                        return 0;
                    }
说明： 程序第6行表示判断n除以2的余数是否等于0.特别注意，条件中的是否等于的书写是“==”而不是“=”，条件书写时要加括号“（）“第7行是条件成立时执行的语句，第9行是条件不成立时执行的语句。
【例3.4】星星音乐社团招收社员，依据音乐成绩发放不同的广告，音乐成绩不高于80分的同学发的广告单内容是“欢迎你参加音乐社”，其他同学发的广告单内容是“非常欢迎你参加音乐社”。
方法一：打印广告单时，可以这么考虑，依据输入的音乐成绩M，当M>=80时，打印“非常欢迎你参加音乐社”，否则打印“欢迎你参加音乐社”。
程序如下：
                    #include<iostream>
                    using namespace std;
                    int main(){
                        int m;//定义变量
                        cout<<"m=";//提示输入m的值
                        cin>>m;//读入音乐成绩
                        if (m>=80)//根据成绩打印不同的广告
                        cout<<"非常欢迎你参加音乐社";
                        else
                        cout<<"欢迎你参加音乐社" ;
                        return 0;
                }
方法二：也可以这么考虑，我们在分析广告词的特点时发现，音乐成绩大于等于80分的人的广告词比其他人多了“非常”两个字，所以我们只要再答应“欢迎你参加音乐社”之前判断要不要打印“非常”两个字即可。
程序如下：
                    #include<iostream>
                    using namespace std;
                    int main(){
                        int m;//定义变量
                        cout<<"m=";//提示输入m的值
                        cin>>m;//读入音乐成绩
                        if (m>=80)//根据成绩打印不同的广告
                        coutt<<"非常";
                        coutt<<"欢迎你参加音乐社" ;
                }
思考：对于同一个条件，方法一有两个分支，方法二只有一个分支，请思考他们的区别

3.1.2关系表达式

  • 选择结构（分支结构）问题的关键点是选择条件的描述，即if语句中（表达式）的具体表达
  • 在前面的例子中，我们很自然的用了数学中的比较运算符描述if语句中的条件。接下来我们看看在c++中怎么表示数学中的关系运算符，常用比较（关系）运算符如下：
  • 等于不等于大于小于大于等于小于等于
    ==!=><>=<=
  • 比较运算符优先级：我们需要注意在比较运算符中他们的优先级不是完全一样的，大于、大于等于、小于、小于等于的优先级是一样的，等于和不等于的优先级是一样的，但是前面四个的优先级高于后面两个的优先级。
  • 用关系运算符将两个表达式连接起来的式子叫关系表达式，其中被关系运算符连接的两个式子可以是算术表达式，也可以是关系表达式、逻辑表达式、赋值表达式、字符表达式。
  • 关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”，如果为“真“则表示条件成立，如果为”假“则表示条件不成立。例如，关系表达式”1==3“的值为”假“,“3>=0”的值为”真“。在c++中用数值1代表”真“，用0代表”假“。
【例3.5】设a=5,b=6,c==7。写出下面关系表达式的值。
关系表达式值分析
a>b0a不大于b，所以条件不成立，值为0（假）
a+b>b+c0a+b=11,b+c=13，所以条件不成立，值为0（假）
(a==3)>=(b==5)1因为(a==3)和(b==5)都不成立，他们的值都为0，所以条件成立，值为1（真）
'a'<'b'1因为'a'的ASCII值为97，'b'的ASCII码值为98，所以条件成立，值为1（真）
(a>b)>(b<c)0因为>b的值为0，b<c的值为1，所以条件不成立，值为0（假）
【例3.6】为了学生的卫生安全，学校给每个住宿生配一个水杯，每只水杯3元，大洋商城打八八折，百汇商厦买八送一，输入学校想要买水杯的数量，请你当参谋算一算：到哪家购买比较划算？输出商家的名称。
  • 分析：设变量cup存放的是需要购买水杯的数量，变量a为到大洋商城购买需要的费用，变量b为到百汇商厦购买需要的费用。那么；
  • a=cup*3*0.88
  • b=(cup-cup/8)*3
  • 在求b的过程中，cup/8表示的是cup除以8的商，也就是送的杯子的数量，即买八送一。
程序如下：
                    #include<iostream>
                    using namespace std;
                    int main(){
                        int cup;//定义变量
                        float a,b;
                        cout<<"cup=";//提示输入购买水杯的数量
                        cin>>cup;//输入水杯的购买数量
                        a=cup*3*0.88;//大洋商城购买水杯的费用
                        b=(cup-cup/8)*3; //百汇商厦购买水杯的费用
                        if(a<b) cout<<"大洋商城"<<endl;//比较a和b的值输出商家
                        else cout<<"百汇商厦"<<endl;
                    }
说明： 问题中的关系表达式是到两商场购买杯子的费用比较，为了方便关系式的书写，程序中第8、9、10行采用先求出购买费用，再进行比较的方法。当需要比较的表达式比较复杂时，问题提供了比较好的解决方式
【例3.7】 学校开发了一片区域准备种果树，依据校友捐款选择树种，如果捐款少于10万，只种梨树，每棵梨树500元；捐款大于等于10万，30%用于种梨树,50%用于种桃树，每颗桃树600元， 20%用于种苹果树，每棵苹果树800元。现在请你根据输入的捐款数额，输出每种果树各种多少颗？
  • 分析：设变量money存放读入的款款数额，如果money少于10万，求种梨树数量并输出，如果money大于等于10万，求出各种果树的数量并输出。
  • a=cup*3*0.88
  • b=(cup-cup/8)*3
  • 在求b的过程中，cup/8表示的是cup除以8的商，也就是送的杯子的数量，即买八送一。
程序如下：
                    #include<iostream>
                    #include<cmath>
                    using namespace std;
                    int main() {
                        int money; //定义变量
                        cout << "money="; //提示输入
                        cin >> money; //输入捐款数额
                        if (money < 100000) cout << "梨树=" << floor(money / 500) << "棵" << endl;
                        else {
                          cout << "梨树=" << floor(money * 0.3 / 500) << "棵" << endl;
                          cout << "桃树=" << floor(money * 0.5 / 600) << "棵" << endl;
                          cout << "苹果树=" << floor(money * 0.2 / 800) << "棵" << endl;
                        }
                        return 0;
                      }
说明： 当if或者else有多条语句时，如程序中的第10、11、12行都是属于else这个分支下执行的语句，要用“{}”括起来，将几条语句组合成复合语句；程序中的floor函数是c++中 的向下取整函数，该函数在“cmath"库中，因此需要引入”cmath“库，floor(3.2)的值是3。
练习题